劉紅寧，趙磊，李剛，逯志軍，王曉

1 石灰石破碎機(jī)運行現(xiàn)狀

我公司石灰石破碎用錘式破碎機(jī)于2005年投入使用，型號為PCY-S2020B，規(guī)格為?2 000mm×2 000mm，正常日運行時間為6:00～18:00。破碎機(jī)投產(chǎn)初期，當(dāng)窯系統(tǒng)產(chǎn)能為2 800t/d左右時，破碎機(jī)平均產(chǎn)量為400～450t/h，可滿足生產(chǎn)要求。但隨著公司對預(yù)熱器、回轉(zhuǎn)窯等設(shè)備的技術(shù)改造以及對生產(chǎn)系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，窯系統(tǒng)產(chǎn)能增至4 000t/d，石灰石破碎系統(tǒng)難以滿足生產(chǎn)需求，存在諸多問題。

1.1 破碎機(jī)產(chǎn)量無法滿足回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)需求

當(dāng)回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)量為4 000t/d 時，在石灰石料耗系數(shù)為1.5的情況下,石灰石需求量約為6 000t/d。破碎機(jī)產(chǎn)量無法滿足回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)需求，需采取“內(nèi)倒”（礦山運輸多余無法破碎的石灰石廠內(nèi)上垛儲存，由另一家單位倒運）及延長石灰石破碎機(jī)的日運行時間等措施解決，無疑增加了生產(chǎn)成本。

1.2 破碎機(jī)電機(jī)啟動轉(zhuǎn)矩過大，啟動性能不佳

破碎機(jī)電機(jī)采用直接啟動的形式，通過機(jī)械聯(lián)軸器與轉(zhuǎn)子主軸直接相連，直接帶動轉(zhuǎn)子啟動。破碎機(jī)轉(zhuǎn)子上裝有1副（42個）可以活動的錘頭，當(dāng)轉(zhuǎn)子啟動時，其動平衡不易控制。電機(jī)運行時既要克服轉(zhuǎn)子的自重，又要克服轉(zhuǎn)子的不平衡力矩，導(dǎo)致電機(jī)的啟動轉(zhuǎn)矩過大，破碎機(jī)啟動性能不佳。

1.3 破碎機(jī)電機(jī)無過載保護(hù)功能易損壞

錘式破碎機(jī)屬于反擊式破碎機(jī)，利用錘頭的不斷擊打來破碎物料。由于破碎機(jī)入料粒度不均勻，當(dāng)大塊物料較多時，對轉(zhuǎn)子的沖擊變大，導(dǎo)致轉(zhuǎn)子的軸功率升高，電機(jī)電流升高。因電機(jī)無過載保護(hù)功能，當(dāng)電機(jī)電流超過額定電流時，電機(jī)即跳停。同時，破碎機(jī)在運轉(zhuǎn)過程中，轉(zhuǎn)子的振動將直接傳至電機(jī)，易出現(xiàn)電機(jī)“趕瓦”及“掃膛”損壞的問題，不利于電機(jī)的安全運轉(zhuǎn)。

1.4 石灰石韌性較大，破碎機(jī)錘頭磨損嚴(yán)重

我公司礦山石灰石品位低，一種為高鈣高鎂，一種為低鈣低鎂，無法單獨配料使用，必須將兩種石灰石按比例搭配方能使用。搭配后，石灰石氧化鈣含量為43.5%左右，氧化鎂含量為3%左右。紅料SiO2含量較高，平均在11.6%左右（高時達(dá)到17%），白料中結(jié)晶硅含量比較高。石灰石韌性較大，不易破碎，單副錘頭破碎量不及30 萬噸，錘頭磨損嚴(yán)重，每年約消耗4～5副錘頭，維護(hù)成本較高。

1.5 破碎機(jī)錘頭排列不合理，中間盤及錘頭磨損嚴(yán)重

破碎機(jī)錘軸有六根，錘頭排列如表1 所示，共計42 個錘頭。此種排列導(dǎo)致轉(zhuǎn)子內(nèi)部空隙過大，韌性較大的石塊無法及時通過篩板排出，造成重復(fù)破碎，中間盤及錘頭磨損嚴(yán)重。

表1 改造前的錘頭排列方式*

1.6 破碎機(jī)密封不好，冒灰、漏灰現(xiàn)象嚴(yán)重

破碎機(jī)邊盤與殼體間隙原為35mm，圓弧護(hù)板與邊盤外緣間隙為20mm。塊狀物料易進(jìn)入間隙，造成邊盤磨損較快。生產(chǎn)過程中，因密封不好，錘盤磨損嚴(yán)重，冒灰、漏料現(xiàn)象嚴(yán)重。每天停機(jī)時，需人工堆焊錘盤，勞動強度大，維護(hù)成本高。

2 改造方案

為提高破碎機(jī)破碎能力，增加破碎機(jī)產(chǎn)能，改善電機(jī)的啟動性能，杜絕電機(jī)出現(xiàn)“掃膛”事故等，基于公司礦山生產(chǎn)現(xiàn)狀，對破碎機(jī)進(jìn)行了改造。

2.1 改進(jìn)破碎機(jī)的驅(qū)動形式

（1）拆除原有老式電機(jī)。采用“新式電機(jī)+機(jī)械聯(lián)軸器+皮帶輪+V 型皮帶”的驅(qū)動形式，有效改善了電機(jī)的啟動性能，電機(jī)啟動平穩(wěn)。原有老式驅(qū)動電機(jī)型號為YR630-16-630kW，更換后的驅(qū)動電機(jī)型號為YRRK560-6-800kW。

（2）增加皮帶輪。制作直徑分別為?2 100mm和?640mm的兩個皮帶輪，電機(jī)連接方式由直接連接改為V型皮帶軟連接，小皮帶輪通過傳動軸及聯(lián)軸器與電機(jī)連接，兩端設(shè)有軸承座，選用V 型皮帶傳動，可起到過載保護(hù)的作用，有效避免了轉(zhuǎn)子振動給電機(jī)帶來的損害。

2.2 優(yōu)化錘頭、轉(zhuǎn)子及護(hù)板結(jié)構(gòu)形式

（1）優(yōu)化錘頭數(shù)量及排列方式。在保證錘頭總重量不變的情況下，將錘頭數(shù)量由原來的42 個提高至50 個（具體排列方式見表2），錘軸由原來的6根改為5 根，每排錘頭數(shù)量為10 個，實現(xiàn)滿錘頭安裝。通過改變錘頭數(shù)量及排列形式，縮小了轉(zhuǎn)子內(nèi)部空隙，提高了破碎機(jī)產(chǎn)量，減少了錘頭的磨損，延長了錘頭使用壽命。

表2 改造后錘頭的排列方式*

（2）優(yōu)化破碎機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。拆除飛輪，將皮帶輪通過張緊套安裝在原飛輪處。鋸掉轉(zhuǎn)子另一側(cè)露出的軸承座外端的軸頭，將軸承座外透蓋改成悶蓋，實現(xiàn)皮帶輪的動力傳動。同時，將破碎機(jī)轉(zhuǎn)子改造為抗磨轉(zhuǎn)子，錘盤使用鎢鈦硬質(zhì)合金耐磨件，提高錘盤使用壽命，減少停機(jī)及檢修頻率，節(jié)省人力、物力，提高工作效率。

（3）優(yōu)化破碎機(jī)兩邊的圓弧護(hù)板。將邊盤與殼體間隙由35mm調(diào)整為22.5mm，將圓弧護(hù)板與邊盤間隙由20mm 調(diào)整為10mm，盡量縮小邊盤與殼體以及圓弧護(hù)板與邊盤的間隙，避免大塊物料進(jìn)入，形成死料區(qū)，產(chǎn)生磨損。充分發(fā)揮圓弧護(hù)板對邊盤的保護(hù)作用，徹底解決邊盤磨損過快的問題，確保殼體完好，避免物料外漏，改善破碎機(jī)周邊環(huán)境，減少粉塵擴(kuò)散，達(dá)到環(huán)保要求。

3 改造效果

我公司于2019 年冬季錯峰停機(jī)期間，對石灰石破碎機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了改造，2020 年3 月，改造后的破碎機(jī)系統(tǒng)投入運行。截至目前，破碎機(jī)運行正常，產(chǎn)量明顯增加，現(xiàn)場冒灰、漏料現(xiàn)象減少，停機(jī)即需焊補錘盤的問題得以解決，工人勞動強度降低。改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比見表3，石灰石破碎機(jī)周邊環(huán)境及錘盤樣式對比見圖1、圖2。

圖1 改造前石灰石破碎機(jī)周邊環(huán)境及錘盤樣式

圖2 改造后石灰石破碎機(jī)周邊環(huán)境及錘盤樣式

表3 改造前后生產(chǎn)數(shù)據(jù)對比

（1）改造后，破碎機(jī)產(chǎn)量明顯增加，電耗也有所降低。對比改造前，產(chǎn)量增加約118t/h，電耗降低約0.36kW·h/t，電價按0.6 元/kW·h 計，年可增效約26.3萬余元。

（2）改造后，單副錘頭破碎量增加，錘頭備件更換成本降低。數(shù)據(jù)統(tǒng)計表明，單副錘頭破碎石灰石量超過42 萬噸，每年約使用3 副錘頭，較改造前每年可節(jié)約1.5 副錘頭。改造前后錘頭總重量不變，若每副錘頭采購費用按8萬元計，年可節(jié)約錘頭采購成本12萬元。

（3）在減少錘頭采購費用的同時，本次改造有效解決了停機(jī)即需焊補錘盤的問題，降低了錘盤焊補費用，每年至少可節(jié)約2萬元。

（4）降低了廠內(nèi)石灰石倒運費用。改造后，廠內(nèi)石灰石倒運量約減少18 萬噸/年，我公司廠內(nèi)石灰石倒運費為2.7元/t，倒運費用每年可節(jié)省48.6萬元，同時，有效緩解了廠內(nèi)環(huán)保壓力。

綜上所述，通過石灰石破碎系統(tǒng)改造，年創(chuàng)效總額約89萬元。

4 結(jié)語

針對我公司礦山石灰石生產(chǎn)及破碎機(jī)運行現(xiàn)狀，通過采取改變PCY-S2020B型破碎機(jī)轉(zhuǎn)子驅(qū)動形式、優(yōu)化錘頭數(shù)量及尺寸、改進(jìn)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式等措施，提高了錘頭使用壽命，降低了錘盤磨損率；提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)率，降低了運維成本；取消了“內(nèi)倒”，簡化了生產(chǎn)流程；縮短了破碎機(jī)運行時間，降低了工人勞動強度，達(dá)到了改造的預(yù)期目的。■